Analisis dengan Metode Spektrofotometri UV/Vis

 Perkembangan kimia analisis (kualitatif dan kuantitatif):

•          Analisis visual

•          Analisis Instrumental

Analisis instrumental dikenal juga sebagai analisis Fisiko-kimia :

•           memakai instrumen

•           penentuan berdasarkan sifat-sifat fisiko-kimia dari molekul atau atom sampel yang dianalisis

(0)  Analisis Klasik VS Analisis Modern

Analisis Instrumen berkembang pesat karena :

-     Adanya tuntutan dan kebutuhan analisis terhadap matriks sampel yang sulit, jumlahnya sedikit, waktu analisis yang singkat, tidak diperlukan macam-macam pereaksi.

-     Kesahihan analisis instrumental didukung oleh kecermatan, ketelitian, keterulangan, sensitivitas, kelurusan dan kestabilan dari suatu metode analisis yang dipakai.

-     Sahih : memberikan hasil dengan kecermatan dan ketelitian yang memadai.

-     Cermat (presisi): kedekatan hasil yang diperoleh dengan nilai sebenarnya, dinyatakan dengan % perolehan kembali (recovery).

-     Ketelitian (akurasi):simpangan baku dari beberapa kali penentuan kuantitatif thd sampel yang dianalisis dengan metode yang sama.

-     Keterulangan : pengulangan thd sampel yang sama dan metode yang sama dengan hasil analisis memenuhi persyaratan statistik.

-     Sensitivitas : batas kadar terkecil yang dapat ditentukan, LOD (low of detection).

-     Kestabilan : mempunyai ketahanan thd pengujian dg merk instrumen berbeda, waktu dan tempat berbeda.

Kekurangan :

•     Harga alat relatif mahal

•     Perawatan rumit

•     Pengoperasian sulit (perlu tenaga ahli)

•     Kondisi ruangan : suhu, kelembaban

•     Memerlukan alat-alat pendukung

•     Harga analisa mahal

(0)  Teknik Spektroskopi

•       Salah satu teknik analisis fisiko-kimia yang mengamati interaksi atom/molekul dengan radiasi elektromagnetik (REM)/ interaksi sinar dengan materi.

•        Warna-warna yang nampak adalah akibat serapan energi oleh senyawa organik maupun anorganik. Energi cahaya pada panjang gelombang tertentu yang diserap oleh suatu senyawa tergantung pada struktur senyawa tersebut. Oleh karena itu, teknik-teknik spektroskopi dapat digunakan untuk menentukan struktur senyawa yang tidak diketahui (Analisis Kualitatif)

•       Radiasi Elektromagnetik adalah energi yang dipancarkan menembus ruang dalam bentuk gelombang-gelombang. Setiap jenis radiasi elektromagnetik (gelombang radio, ultraviolet, inframerah, tampak, dll) dicirikan oleh panjang gelombang (wavelength, λ) dan frekuensinya (v).

•       Radiasi elektromagnetik dipancarkan dalam bentuk paket-paket energi yang disebut foton atau kuantum. Energi suatu foton berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya.

•       Radiasi dengan λ lebih pendek mempunyai E yang lebih tinggi. Oleh karena itu, sebuah foton cahaya UV berenergi lebih tinggi dari pada foton cahaya tampak dan jauh lebih tinggi dari pada sebuah foton gelombang radio. Sebaliknya, energi sebuah foton berbanding lurus dengan frekuensinya. Hubungan tersebut dirumuskan dalam persamaan :

Prinsip pengukuran

-     Jika radiasi elektromegnetik dilewatkan pada suatu media yang homogen, maka sebagian radiasi itu ada yang dipantulkan, diabsorpsi dan ada yang ditransmisikan.

-     Radiasi yang dipantulkan dapat diabaikan, sedangkan radiasi yang dilewatkan sebagian diabsorpsi dan sebagian lagi ditransmisikan.

-     Akibat interaksi tsb akan menyebabkan : hamburan (scattering), absorpsi (absorption), dan emisi (emision) REM oleh atom/molekul yang diamati.

1.         Hamburan : Spektrofotometri Raman

2.         Absorpsi : Spektrofotometri uv-vis dan IR

3.         Absorpsi yang disertai emisi : fosforesensi dan fluoresensi

-     Masing-masing memberikan kegunaan dan keunggulan yang berbeda-beda dalam bidang analisis instrumental

Perumusan

§  Io = Ia + It + Ir

§  Io = Ia + It  (Ir diabaikan krn ada blanko)

§  Angka banding It/Io adalah bagian dari cahaya masuk yang diteruskan oleh medium setebal l dan disebut Transmitan.

§  Kebalikannya (Io/It) adalah opasitas (keburaman), maka Absorbans, A, adalah :

A =  log Io/It

§  Hukum Lambert-Beer : mengkaji efek konsentrasi penyusun larutan yang berwarna terhadap transmisi dan absorpsi cahaya.

“Intensitas cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier”

A = a. b. C

a           : Absorpsivitas (besarnya serapan)

b          : tebal medium

C          : konsentrasi larutan

(0)  Spektrofotometri UV-Vis

•     Pengukuran serapan cahaya oleh suatu senyawa di daerah :

-          ultraviolet (200 – 350 nm)

-          sinar tampak (350 – 780 nm)

•     Penyerapan cahaya uv atau tampak akan menyebabkan terjadinya transisi elektronik, yaitu promosi elektron-elektron dari orbital keadaan dasar (energi rendah) ke orbital keadaan tereksitasi (energi lebih tinggi).

Transisi Elektronik

E = hv = hc/ l

Molekul yang memerlukan E> akan menyerap pada l pendek.

Absorpsi pd 100 nm(uv) à750 nm(tampak)

Jenis Transisi Elektron

Keadaan dasar suatu molekul mengandung elektron-elektron valensi dalam tiga jenis utama orbital molekul, yaitu:

1.      Orbital sigma(σ)

2.      Orbital phi (π)

3.      Orbital non bonding (n)

                          

Absorpsi pada sinar tampak

Terjadi bila terdapat sejumlah gugus kromofor yang terkonjugasi (-C=C-C=C-). Pada sistem tersebut elektronnya mempunyai mobilitas yang tinggi. Oleh karena itu energi yang dibutuhkan untuk mengeksitasi elektronnya tidak terlampau tinggi. Semakin panjang rantai terkonjugasinya semakin rendah eksitasinya. Dan jika radiasi yang diabsorpsi setara dengan energi radiasi sinar tampak maka senyawa yang mengabsorpsi tersebut tampak berwarna.

Serapan sinar dan zat warna

REM = Materi (sinar yang diserap: mrp warna komplemen) dan Mata (sinar yang diteruskan)

Warna komplementer

l nm	Warna (diteruskan)	Warna komplementer
400 – 435	Ungu	Hijau kekuningan
435 – 480	Biru	Kuning
480 – 490	Biru-kehijauan	Jingga
490 – 500	Hijau kebiruan	Merah
500 – 560	Hijau	Ungu kemerahan
560 – 580	Hijau kekuningan	Ungu
580 – 595	Kuning	Biru
595 – 610	Jingga	Biru kehijauan
610 – 750	Merah	Hijau kebiruan

(0)  Sumber Radiasi

Fungsi :

1.    Memberikan energi radiasi pada l yang tepat untuk pengukuran

2.    Mempertahankan intensitas sinar yang tetap selama pengukuran

Sumber radiasi :

•     VISIBEL        : Wolfram/Tungstein (l 350 – 780 nm)

•      UV                 : Deuterium (l 180 – 350 nm)

(0)  Aplikasi Spektrofotometer UV-Vis

Analisis Kualitatif : dipakai untuk data sekunder atau data pendukung.

1.        Pemeriksaan kemurnian : dibandingkan dengan standar.

2.        Identifikasi : pengukuran l maks dan absorpsivitas molar.

3.        Elusidasi struktur : informasi adanya gugus kromofor dan gugus fungsi melalui profil spektrum

Analisis Kuantitatif

1.        Senyawa Tunggal : Dengan membandingkan absorban senyawa yang dianalisis dengan reference standard pada panjang gelombang maksimum.

2.        Senyawa multikomponen : mengukur absorban campuran pada panjang gelombang maksimum masing-masing

A l1 = a1(l1). C1 + a2(l1). C2

A l2= a1(l2). C1 + a2(l2). C2